LISA Pathfinder

La caída libre más perfecta

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La misión pionera LISA Pathfinder continúa

14/12/2016 de ESA

 

Artist's impression of LISA Pathfinder operating in space
Impresión de artista de LISA Pathfinder operando en el espacio. Crédito: ESA/C. Carreau.

 

LISA Pathfinder, una misión de demostración para validar tecnologías importantes que permitirán observar ondas gravitacionales (fluctuaciones en el tejido del espacio-tiempo) desde el espacio, fue lanzada hace ahora poco más de un año, el 3 de diciembre de 2015.

Tras un viaje de seis semanas, la nave espacial alcanzó su órbita de operaciones alrededor del primer punto de Lagrange del sistema Sol-Tierra, L1, a 1.5 millones de kilómetros de la Tierra en dirección al Sol, a finales de enero. Allí empezó su misión científica el 1 de marzo.

Para sorpresa del equipo de investigadores, no tardaron en lograr el objetivo de la misión: demostrar que dos masas de prueba, una pareja de cubos idénticos de oro-platino, pueden situarse en la caída libre más perfecta jamás conseguida. De hecho, el nivel de precisión deseado fue obtenido ya el primer día de operaciones científicas de LISA Pathfinder. Durante los meses posteriores, los científicos e ingenieros siguieron mejorando el funcionamiento del experimento. Y el 25 de junio se completó la primera fase de operaciones con el Paquete de Tecnología LISA (LTP). El LTP es un conjunto de instrumentos europeos que incluye las masas de prueba, sensores inerciales y un interferómetro láser, y que utiliza una serie de propulsores de micronewtons de gas frío para desplazar el satélite y mantenerlo centrado en los cubos en respuesta a las fuerzas internas y externas que le afectan.

Las operaciones continuaron con el Sistema de Reducción de Perturbaciones de NASA (DRS), un experimento adicional que recibe las medidas de los sensores de inercia del LTP pero emplea sus propios propulsores de micronewtons basados en tecnología coloidal. Tras el final de las operaciones del DRS, la misión extendida de LISA Pathfinder comenzó el 7 de diciembre de 2016 y se prolongará hasta el 31 de mayo de 2017, utilizando tanto el LTP como el DRS.

“Hasta ahora estamos estado ocupados probando el funcionamiento de LISA Pathfinder, que ha ido mejorando progresivamente con el paso del tiempo”, comenta Paul McNamara (ESA), “pero ahora podemos pasar los próximos seis meses aprendiendo todo lo que necesitamos saber para construir y operar un observatorio de ondas gravitacionales en el espacio”.

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Actualizado: http://observatori.uv.es/index.php?option=com_content&view=article&id=8029%3Ala-mison-pionera-lisa-pathfinder-continua&catid=52%3Anoticosmos&Itemid=74&lang=va

 

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LISA Pathfinder supera las expectativas

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LISA Pathfinder supera las expectativas PDF Imprimir E-mail
8/6/2016 de ESA / Physical Review Letters

This artist's impression shows the interior layout of LISA Pathfinder's science module. The central circle is a cylindrical capsule that contains many of the spacecraft's key payload components — a vacuum enclosure that houses two test masses in their electrode casings, and the optical bench interferometer between them. Scientists will use this interferometer to monitor and measure the masses as they move in a near-perfect gravitational free-fall.

Esta ilustración de artista muestra el interior del módulo científico de LISA Pathfinder. El círculo central es una cápsula cilíndrica que contiene muchos de los componentes de la nave espacial, un espacio cerrado al vacío que alberga dos masas de prueba en sus carcasas de electrodos y el interferómetro óptico entre ellas. Los científicos utilizan este inteferómetro para monitorizar y medir las masas mientras se mueven en una caída libre gravitatoria casi perfecta. Crédito: ESA/ATG medialab.

 

La misión LISA Pathfinder de ESA ha demostrado la tecnología necesaria para construir un observatorio espacial de ondas gravitacionales. Los resultados de sólo dos meses de operaciones científicas demuestran que los dos cubos  que se encuentran en el corazón de la nave espacial están en caída libre bajo la influencia sólo de la gravedad, sin perturbaciones de otras fuerzas externas, con un precisión cinco veces mejor de lo exigido originalmente.

En un artículo publicado en la revista Physical Review Letters, el equipo de LISA Pathfinder demuestra que las masas de prueba se encuentran casi inmóviles una respecto de la otra, con una aceleración relativa inferior a la centésima parte de una billonésima de la gravedad de la Tierra. La demostración de las tecnologías clave de la misión abre la puerta al desarrollo de un gran observatorio espacial capaz de detectar ondas gravitacionales emanando de un gran abanico de objetos exóticos del Universo.

Postuladas por Albert Einstein hace un siglo, las ondas gravitacionales son oscilaciones en el tejido del espacio-tiempo que se desplazan a la velocidad de la luz y son causadas por la aceleración de objetos masivos. Pueden ser generadas por ejemplo, por supernovas, binarias de estrellas de neutrones girando en espiral una alrededor de la otra y parejas de agujeros negros que se unen.

Para detectar estos episodios y explotar el nuevo campo de la astronomía gravitacional, es crucial abrir el acceso a la detección de ondas gravitacionales de frecuencias bajas, entre 0.1 mHz y 1 Hz. Esto exige medir fluctuaciones diminutas en la distancia entre objetos situados a millones de kilómetros de distancia, algo que sólo puede conseguirse desde el espacio, donde un observatorio puede encontrarse libre de los ruidos sísmicos, térmicos y de la gravedad terrestre, que limitan a los detectores instalados en tierra, como LIGO.

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Actualizado ( Miércoles, 08 de Junio de 2016 09:40 )   http://observatori.uv.es/index.php?option=com_content&view=article&id=7569%3Alisa-pathfinder-supera-las-expectativas&catid=52%3Anoticosmos&Itemid=74&lang=es

Inmóvil en el espacio

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Un laboratorio perfectamente inmóvil en el espacio

9/3/2016 de ESA

Artist’s impression of LISA Pathfinder, ESA’s mission to test technology for future gravitational-wave observatories in space.  LISA Pathfinder will operate from a vantage point in space about 1.5 million km from Earth towards the Sun, orbiting the first Sun–Earth Lagrangian point, L1.

Ilustración de artista de LISA Pathfinder, una misión de la ESA para probar tecnologías que serán utilizadas en los observatorios espaciales de ondas gravitacionales del futuro. LISA Pathfinder opera en un lugar del espacio a 1.5 millones de km de la Tierra en dirección al Sol, en órbita alrededor del primer punto de Lagrange del sistema Sol-Tierra (L1).  Crédito: ESA–C.Carreau.

Después de una larga serie de comprobaciones, LISA Pathfinder de ESA ha empezado su misión científica con el objetivo de demostrar tecnologías y técnicas clave para la observación de ondas gravitacionales desde el espacio. Predichas por Albert Einstein hace un siglo, las ondas gravitacionales son fluctuaciones en el tejido del espacio-tiempo producidas por fenómenos astronómicos exóticos como explosiones de supernova o la fusión de dos agujeros negros.

Recientemente, la primera detección de estas ondas inauguró la era de la astronomía gravitacional. Un futuro observatorio en el espacio, sensible a las ondas gravitacionales con longitudes de onda más largas que las detectadas en tierra, será una herramienta esencial para explotar este nuevo campo de estudio investigando algunos de los objetos más masivos y potentes del Universo.

Con LISA Pathfinder los científicos e ingenieros están probando la tecnología necesaria para extender la búsqueda de ondas gravitacionales al espacio. En particular, LISA Pathfinder ha sido diseñada para conseguir la “caída libre” más pura que se conoce, una condición extremadamente difícil de conseguir pero que es necesaria en un observatorio de estas características. Para conseguirlo, el equipo de investigadores soltó dos masas (una pareja de cubos idénticos de oro-platino que miden 46 mm de lado) dentro de la nave espacial y ahora están verificando que realmente están moviéndose sólo bajo el efecto de la gravedad.

Esto no es trivial en absoluto: incluso en el espacio hay fuerzas capaces de perturbar los cubos, incluyendo la radiación y el viento del Sol, así que necesitan estar aislados de todas estas influencias no gravitacionales. Para conseguirlo LISA Pathfinder mide continuamente sus posiciones y maniobra a su alrededor con micromotores para evitar tocarlos en algún momento. “Mientras se encuentran en caída libre por el espacio, las dos masas deberían de estar extraordinariamente inmóviles ya que no hay ninguna otra fuerza que perturbe su movimiento gravitacional, sólo una onda gravitacional podría moverlas”, explica Stefano Vitale, de la Universidad de Trento (Italia).

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Motores en marcha

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Los motores de LISA Pathfinder probados con éxito
22/1/2016 de JPL

This artist's concept shows ESA's LISA Pathfinder spacecraft, which launched on Dec. 3, 2015, from Kourou, French Guiana, will help pave the way for a mission to detect gravitational waves.

Esta ilustración de artista muestra la nave espacial LISA Pathfinder de ESA, lanzada el pasado 3 de diciembre de 2015 desde el puerto espacial europeo de Kourou, en la Guayan francesa. Su misión es la de probar tecnologías que un día serán utilizadas en una nave espacial cuyo objetivo será la detección de ondas gravitacionales. Crédito: ESA.

Aunque algunas tecnologías han sido creadas para mover las naves espaciales a miles de millones de kilómetros, el Sistema de Reducción de Perturbaciones tiene el objetivo contrario: mantener una nave espacial tan quieta como sea posible.

El sistema impulsor, gestionado por el Jet Propulsion Laboratory de NASA, es parte de la nave espacial LISA Pathfinder de la ESA, lanzada desde Kourou, Guayana francesa, el 3 de diciembre de 2015. LISA Pathfinder probará tecnologías que podrían permitir un día detectar ondas gravitacionales, cuyos efectos son tan minúsculos que una nave espacial tiene que permanecer extremadamente quieta para detectarlas. La observación de ondas gravitacionales supondría un enorme avance en nuestro conocimiento de la evolución del Universo.

Ahora LISA Pathfinder está de camino al punto de Lagrange L1, a 1.5 millones de kilómetros de la Tierra en dirección al Sol. L1 es un punto especial en el que una nave puede permanecer en órbita manteniendo constante su distancia a la Tierra. Este mes los científicos e ingenieros han estado comprobando los instrumentos de LISA pathfinder en el espacio, incluyendo la computadora y los motores del Sistema de Reducción de Perturbaciones.

El sistema emplea unos motores que aplican una carga eléctrica a gotas pequeñas de líquido y las aceleran a través de un campo eléctrico para controlar de forma precisa la posición de la nave espacial. Los 8 motores construidos alcanzan un empuje máximo de 30 micronewtons, el equivalente al peso de un mosquito. Este nivel de precisión es necesario para contrarrestar fuerzas pequeñas que actúan sobre la nave, como la presión de la luz solar, con el resultado de que tanto la nave espacial como los instrumentos de su interior se encuentran en un estado de caída libre casi perfecto. Una misión que detecte ondas gravitacionales necesitará este nivel de estabilidad.

LISA Pathfinder alcanzará hoy 22 de enero su órbita final, y comenzará sus operaciones científicas el 1 de marzo. Durante la primera fase de las operaciones científicas de la misión, se utilizará un sistema de propulsión diseñado por la ESA. El Sistema de Reducción de Perturbaciones de  JPL le sustituirá en junio o julio, operando durando 90 días.

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Actualizado ( Viernes, 22 de Enero de 2016 10:55 )  http://observatori.uv.es/index.php?option=com_content&view=article&id=7124%3Alos-motores-de-lisa-pathfinder-probados-con-exito&catid=52%3Anoticosmos&Itemid=74&lang=es